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1、6.1 电气设备选择的一般条件 6.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择 6.3 互感器的原理与选择 6.4 限流电抗器的选择 6.5 高压熔断器的选择 6.6 裸导体的选择 6.7 电缆、绝缘子和套管的选择,第四章 电气设备的选择,6.1 电气设备选择的一般条件,作者： 版权所有,电气设备选择的一般条件,电力系统中的各种电气设备，它们的工作条件并不完全一致，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。即：,电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况进行各种校验（如热稳定校验和动稳定校验）。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电气设备,电气设备的
2、额定电压UN就是铭牌上标出的线电压。 另外，电气设备还有一个最高工作电压Ualm，即电气设备长期运行所允许的最大电压。,1额定电压,选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压Ualm不低于电气设备装置点的电网最高运行电压Usm ，即UalmUsm 。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电气设备,1额定电压,通常，电气设备最高工作电压Ualm(110%115%)UN 而电网最高运行电压Usm(110%)UNS,所以，一般按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择即可。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电气设备,电气设备的额定电流IN是指在一定周围环境温度
3、下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。,2额定电流,选择电气设备时，应使所选电气设备额定电流IN不低于所工作回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax。即,电气设备工作的回路不同，其最大持续工作电流Imax不同。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电气设备,2额定电流,一般可取为等于该段母线上最大 一台发电机或变压器的Imax,一般可取为等于该段母线上最大 一台发电机额定电流的50%-80%,A.海拔修正 电气设备的最高工作电压是按一定的海拔高度设计的。 如果电气设备布置在规定的海拔高度以上，电气设备的最大工作电压就要降低。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电气设备,在
4、选择电气设备时，还应考虑电气设备安装地点的环境条件，如温度、海拔高度等。当环境条件超过电气设备的正常使用条件时，应采取相应措施。,3按当地环境进行修正,海拔高度每增加100m，最大工作电压应降低1。高于1000米可选高原型产品或外绝缘高一级的产品,B.温度修正 电器设备的额定环境温度为0+40。 如果周围环境温度高于+40，则设备额定电流要减小。 如果周围环境温度低于+40，则设备额定电流可增大（实际选择时一般不修正）。,作者： 版权所有,一、按正常工作条件选择电器,3按当地环境进行修正,K温度修正系数,即：,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,短路电流通过电气设备时，电气设备各部分
5、温度(或发热效应)应不超过允许值。,1短路热稳定校验,电气设备满足短路热稳定的条件是：,式中： Qk短路电流产生的热效应 It电气设备允许通过的热稳定电流 t电气设备允许通过的热稳定电流的持续时间,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,电动力稳定是指电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。,2短路电动力稳定校验,电气设备满足短路动稳定的条件是：,式中： ish、Ish 短路冲击电流的幅值及有效值 ies、Ies 电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有 效值,或,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,为使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性和合理性，并在一定时期内适应电力
6、系统发展的需要，作校验用的短路电流应按下列条件计算。,3短路电流计算条件,(1)容量和接线,按最终设计容量计算，并考虑远景发展规划 接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式,(2)短路种类,一般按三相短路计算 若其它种类短路比三相短路严重，则按该情况计算,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(3)短路计算点的选择,选择通过电气设备的短路电流为最大的点为短路计算点,发电机变压器回路： 应比较断路器前后短 路时通过断路器的电 流值，择其大者为短 路计算点。,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(3)短路计算点的选择,母联断路器回路：
7、应考虑当由母联断路 器向备用母线充电时， 备用母线k4点短路， 则全部短路电流流过 母联断路器的情况。,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(3)短路计算点的选择,出线电抗器回路： 一般选电抗器后k8点 为短路计算点。,作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(4)短路计算时间,校验热稳定,短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器 的全开断时间tab之和。,而,即：,式中： tab断路器全开断时间 tpr后备继电保护动作时间 tin断路器固有分闸时间(查产品参数表) ta断路器燃弧时间(少油断路器0.04-0.06s，SF6断
8、路器0.02-0.04s),作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(4)短路计算时间,校验电气设备开断能力,开断电气设备应能在最严重的情况下开断短路电流，因此短路计算时间tk为主保护动作时间tpr1和断路器固有分闸时间tin之和。,即：,式中： tpr1主继电保护动作时间 tin断路器固有分闸时间(查产品参数表),作者： 版权所有,二、按短路条件校验电气设备,3短路电流计算条件,(4)短路计算时间,6.2 高压断路器和隔离开关的原理与选择,作者： 版权所有,高压断路器,开关电器是电力系统的重要设备之一，其中，又以断路器的地位最重要，结构也最复杂。,高压断路器是用来在
9、正常情况下接通和断开电路、且在故障情况下能自动迅速开断故障电流的开关设备。 对断路器的基本要求是：在各种情况下应具有足够的开断能力，尽可能短的动作时间和高度的工作可靠性。 断路器最重要的任务就是熄灭电弧，所以，各种断路器都有不同结构的灭弧装置。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(一)高压断路器的种类,1.油断路器,利用电弧本身的能量，将油加热，形成油蒸汽和大量 气体所组成的高压力气泡实现吹弧。,这种靠电弧本身能量熄灭电弧的方法，称为“自能式” 灭弧室。,特点：灭弧时不需要外界供给很大能量，但灭弧能力 与电弧电流有关。其燃弧时间随着开断电流减小而增大。,作者： 版权所有,三、高
10、压断路器的种类和基本参数,(一)高压断路器的种类,1.油断路器,多油式断路器,缺点：体积大，用油量多，有爆炸火灾危险，检修工 作量大。,特点：内部带有电流互感器。,断路器中的油除了作灭弧介质外，还作为触头开断后的 弧隙绝缘以及带电部分与接地外壳之间的绝缘介质。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(一)高压断路器的种类,1.油断路器,少油式断路器,优点：结构简单，体积小，材料消耗少，用油量少， 重量轻，性能稳定，运行方便。应用广泛。,缺点：抗震性稍差,断路器中的油只作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介 质，而带电部分对地之间的绝缘采用瓷柱。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和
11、基本参数,(一)高压断路器的种类,2.压缩空气断路器(简称空气断路器),采用压缩空气作为灭弧介质。,压缩空气除了作灭弧介质外，还作为触头开断后的弧 隙绝缘介质。,优点：“外能式”灭弧室。灭弧能力强；灭弧时间短； 无火灾危险；尺寸小，重量轻。,缺点：结构复杂；有色金属消耗量大，价格昂贵；需 要装设空气压缩机、复杂的压缩空气系统、贮气筒和管 道；噪声大。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(一)高压断路器的种类,3.六氟化硫（SF6）断路器,采用六氟化硫(SF6)气体作为灭弧介质和绝缘介质。,SF6气体是无色、无味、不燃、无毒的惰性气体。,优点：允许断路次数多，检修周期长；断路性能
12、好； 多用于SF6封闭式组合电器，大大减少占地面积。,它具有很高的电气绝缘强度(是空气的2.53倍)和良好 的灭弧性能(灭弧能力比空气高100倍)。,缺点：要求加工精度高，密封性能好。对气体和水分 的检测控制要求更严。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(一)高压断路器的种类,4.真空断路器,以真空作为灭弧介质和绝缘介质。,所谓“真空”是相对而言的，指的是绝对压力低于1个大气压的气体稀薄的空间。在这样的空间里，其绝缘强度很高，电弧很容易熄灭。,优点：触头开距短(10kV级只需10mm，而油断路器需 125mm)；燃弧时间短，且与开断电流无关，一般只有半 个周期；触头寿命长，开断
13、次数多；体积小，重量轻；,缺点：对灭弧室工艺及触头材料要求高,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(二)高压断路器的技术参数,1.额定电压UN,产品铭牌上注明的电压是指正常工作的线电压。,我国采用的额定电压等级有： 3、6、10、35、60、110、220、330、500、750、1000、500、800kV。,考虑到输电线始端和末端的电压可能不同，以及电力 系统调压的要求，对电器又规定了与各级额定电压相应 的最高工作电压。断路器应能在其最高工作电压下长期 正常工作。,保证断路器长期工作的电压。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(二)高压断路器的技术参数,2.额
14、定电流IN,电器长期通过额定电流时，其发热温度不会超过允许值。,3.额定开断电流INbr,断路器在额定电压下能正常可靠开断的最大短路电流。 它标志断路器的开断能力。,断路器可以长期通过的最大电流。,4.额定开断容量SNbr,对三相电路有,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(二)高压断路器的技术参数,5.额定动稳定电流ies (额定极限通过电流),6.额定热稳定电流It,表示断路器能承受短路电流热效应的能力。 通常 It = INbr,表示断路器对短路电流的电动稳定性。,7.热稳定电流作用时间t,在此时间内，当热稳定电流通过断路器时，其发热温 度不超过规定允许值。,作者： 版权所
15、有,三、高压断路器的种类和基本参数,(二)高压断路器的技术参数,8.合闸时间,9.分闸时间,断路器跳闸线圈通电起到三相内电弧完全熄灭为止。,断路器合闸线圈通电起到主触头刚接触为止的时间。,固有分闸时间：跳闸线圈通电起到触头刚分离为止,燃弧时间：触头分离到各相电弧完全熄灭为止,分闸时间等于断路器固有分闸时间和燃弧时间之和。,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(三)高压断路器的型号含义,作者： 版权所有,三、高压断路器的种类和基本参数,(三)高压断路器的型号含义,SN1010/600350,S 少油 D 多油 K 压缩空气 Z 真空 L SF6 F SF6封闭式,N 户内 W 户外
16、,产品设计序号,额定电压(kV),额定电流(A),额定开断 容量(kVA),作者： 版权所有,四、高压断路器的选择与校验,(一)高压断路器的选择,1.选择断路器的种类和形式,作者： 版权所有,四、高压断路器的选择与校验,(一)高压断路器的选择,1.选择断路器的种类和形式,作者： 版权所有,四、高压断路器的选择与校验,(一)高压断路器的选择,1.选择断路器的种类和形式,作者： 版权所有,四、高压断路器的选择与校验,(一)高压断路器的选择,2.选择断路器的额定电压,UN UNS,3.选择断路器的额定电流,IN Imax,4.选择断路器的额定开断电流,Inbr Ipt,或 Inbr I”,Ipt断路器开断瞬间的短路电流周期分量有效值,I” 短路次暂态电流有效值,作者： 版权所有,四、高压断路器的选择与校验,对快速断路器,电源附近短路时,短路电流非周期
